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第
30
卷第
l
期
2001
年
2
月
电子科技大学学报
Journal
of
UEST
of
China
Vo
l.30 No.l
Feb.2001
体目标射频回波信号实时仿真方法研究*
周建江**
舒永泽
(南京航空航天大学电子工程系
南京
210016)
【摘要】
讨论了四种射频回泼信号实时仿真方法,即:使用专用硬件加速卡的射频回泼信号实时仿真:
使用多机系统的射频回波信号实时仿真:基于部分射频回泼数据的实时内插或外推:利用
ISAR
像提取目标
的主散射中心进行目标射频回泼信号的实时计算。比较了四种实时仿真方法的异同。
关键词
实时仿真:
数字信号处理器:
电磁散射:
数据外格:
雷达成像:
散射中心
中固分类号
1N
957
.5
2
三维体目标射频回波信号仿真由目标几何建模、电磁散射数值计算、计算加速和射频回波信
号产生四部分组成。目标几何建模在专用
CAD
软件上进行。目标电磁散射场的分析计算有多种方
法
[MI]
,其中,用于复杂目标高频电磁散射计算的方法一般为综合法,如物理光学板块法、
GRECO
方法和
XPATCH
方法等
P
呵。综合法电磁散射计算及前置处理往往计算量大,需要考虑计算加速问
题。在
GRECO
方法中,采用了图形加速卡实现前置处理计算加速。美国
Sandia
国家实验室用多
达
1024
个节点的
nCUBE2
超级阵列计算机对
XPATCH
进行并行化处理,从而实现了
XPATCH
的并
行计算。
在
GRECO
方法的基础上,我们研制了用于
RCS
讨隽的曲面像素法,该方法电磁遮挡处理灵活、
计算精度高、使用方便。但对于复杂目标,目前计算机的讨算速度不能满足实时仿真的要求。为了加
速射频回波信号计算以满足射频仿真的速度要求,本文提出了四种实时仿真方法
PC
机加专用硬件
加速卡法、多机高速网络组网法、射频回波数据内插外推法和基于体目标的主制才中心模型实时计算
法。前两种方法利用计算机并行如
R
实现加速,后两种方法在已有局部回波数据的基础上内插外推数
据或提取简化的数学模型加速计算。
1
实时仿真的四种方法
1.1
专用硬件加速卡
将基于
ADSP21
020
的专用硬件加速卡与
PC
机一道组成目标射频回波信号的并行计算系统。
另外,专用三维图形硬件加速卡用于三维体目标外形的
Z-Buffer
电磁遮挡处理和可视化显示。
像素法散射场计算公式为
ES
=EJ42
叫
k
中叫
e
加
、‘
EJ
4··A
,,‘、
式中
l
是像素的边长
LI
是目标可见表面微面元在计算机屏幕上的技影,即像素的面积。在用数
字信号处理器(D
SP)
进行散射场计算时,三角函数值由查表法获得。内存中只要存放一个周期的正
弦函数值,而余弦值利用
ADSP
的基寄存器及长度寄存器,错开
90
。后,直接从正弦函数值中读取。
除三角函数外,式
(1)
的运算全是乘法累加,这可充分利用
DSP
的硬件结构特点,加速运算。基于
ADSP21
020
的硬件加速卡的组成框图如图
1
所示。
2000
年
9
月
11
日收稿
*国防科技预研基金资助项目
H
另
38
岁硕士副教授
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